技术领域
[0001] 本申请涉及灌注桩施工技术的领域，尤其是涉及一种大直径超长灌注桩施工方法。
相关背景技术
[0002] 目前, 灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩因其施工效率高、钻进速度快、成本费用低、占用场地小等优势被广泛应用。
[0003] 针对上述中的相关技术，申请人认为，在遇到钻孔地面以下的地质情况复杂时，由于地面以下深度不同地质情况不一样，因此正常往下进行钻孔时很容易导致钻出来的孔发生坍塌亦或者是钻出来的孔没有达不到预定标准，进而导致施工难度加大。
具体实施方式
[0027] 以下结合附图1‑附图4，对本申请作进一步详细说明。
[0028] 一种大直径超长灌注桩施工方法，参照图1，包括以下步骤：施工准备步骤：在桩基施工前，先探明地埋管线情况，再平整施工场地，并夯填密实，防止钻孔过程中钻机失稳，发生安全事故，影响工程质量；对于较软地面，更换软土，夯填密实后在钻机作业处铺设路基板，施工场地与便道之间需碾压修整成平顺坡面，以便钻机及施工车辆能顺利地从施工便道上进出；进行钻孔场地布置，对泥浆池、钢筋笼、导管、料斗及施工机械的摆放位置做出明确规划，满足钻机作业及移位、泥浆循环系统布置、混凝土浇筑作业等的要求；对桩位进行放样，并埋设十字护桩，十字护桩要高出护筒顶面，必须用砂浆或混凝土进行加固保护，以备钻进过程中对桩位进行检验；现场技术人员随时进行检查，保证护桩不得位移；泥浆池均设置在线路大里程方向左侧，泥浆池尺寸为6m×12m×
2.5m,挖好后及时做好泥浆池围护；泥浆池分为沉淀池、储浆池，从钻孔中流出的带有钻渣的泥浆经泥浆槽流入沉淀池，由沉淀池经初步沉淀后流入储浆池供泥浆泵吸入，在泥浆池中用搅浆机将泥浆调制均匀待用；
钢护筒埋设步骤：钢护筒采用12mm厚钢板制作，长度6m,满足不同钻孔方式对护筒刚度和强度要求；采用机械开挖埋设护筒，先由旋挖钻头将孔位处护筒埋设深度范围的土挖除，再利用旋挖钻将护筒吊装到位后直接压入土中；在护筒长度小于孔的深度时，通过护筒对接装置1现场将护筒进行对接，若对接后的护筒长度又大于孔的深度，则将护筒高于孔的一截切割掉即可；护筒埋设应符合规范要求；护筒外侧用粘土填满、夯实，严防地表水顺该处渗入；
钻机就位步骤：钻机就位前，需经测量人员复测桩位无误后报监理工程师进行复
查，再对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修，包括钻头直径、钻杆倾斜度、底座和顶端确保平稳，钻头中心与钻孔中心位置偏差控制在2cm范围内；
钻孔步骤：根据项目地质情况，选择旋挖钻机、循环钻机进行桩基施工，钻孔前先测定互通标高，计算实际孔深，钻进过程中采用静态泥浆护壁，根据设计地质、水文资料，针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重；开孔施工时轻压慢进、钻头转速不大于10转/分钟，待钻杆全部进入孔后方可逐步加速正常钻进，在砂层等松散易坍塌地层中慢转速慢钻进，加大泥浆比重和黏度，在易缩径的地层钻进时增加扫孔次数；钻孔作业分班连续进行，时刻注意地层变化，及时捞取样渣保存并核对地质情况，填写钻孔施工记录；正常情况下样渣按照2m取一次，在地质出现变化时加取一次；当地质与设计不符时，每0.3～0.5m一次；
成孔检查步骤：当钻孔深度达到设计要求时，对孔位、孔径、孔深和倾斜度等进行检查，采用笼式检孔器进行成孔检测，检孔器按规范要求进行制作，外径1m、长度6m;
清孔步骤：采用换浆法进行清孔，向孔内注入经过处理过的泥浆，换出孔内含悬浮钻渣的泥浆，由现场试验人员测试清孔后的泥浆指标、确保孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒；
钢筋笼制作安装步骤：桩基钢筋笼在钢筋场中集中制作，钢筋笼每隔2m、沿桩身四周均匀布置4个定位耳筋，伸入承台部分的桩头钢筋采用珍珠棉套管进行包裹，以便于后期进行桩头凿除；钢筋笼加工完成后运至现场存放，下面用支架支垫、上面用彩条布覆盖；钢筋笼安装采用汽车吊，通过扁担梁起吊钢筋笼，并逐步下放；下放完成后在孔口进行定位固定，避免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象，确保钢筋笼与孔位中心重合、吊筋长度准确；
声测管的连接采用螺纹套管连接，对每根声测管进行注水检查，并在连接接头上下各1m处用铁丝将声测管与钢筋笼进行绑扎固定；中间用定位环将声测管与钢筋笼进行固定，确保声测管安装顺直、牢固；
导管安装步骤：导管内壁光滑、圆顺、内径一致，接口严密，直径采用30cm，使用前进行试拼和试压试验，导管组装后轴线偏差不超过钻孔深度的0.5%并不大于10cm，试压力为孔底静水压力的1.5倍；导管吊装入孔时，将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密，确保密封良好；
二次清孔步骤：浇筑水下混凝土前再次检查沉渣厚度，摩擦桩沉渣厚度大于20cm
或柱状沉渣厚度大于5cm时，利用导管进行二次清孔；测试清孔后泥浆的比重、含砂率、粘度，清孔合格后立即浇筑水下混凝土；
灌注水下混凝土步骤：桩基混凝土全部采用混凝土拌和站集中拌制，砼罐车运送
至现场，灌注前由实验人员对到场的混凝土进行现场检验，塌落度、扩展度、含气量指标必须符合配合比设计要求，并按照规定制作标养试件，每根桩不得少于2组试件；控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并把导管下口埋入混凝土中不小于1m、不大于3m；水下混凝土灌注保证连续进行，灌注过程中导管在混凝土中埋深控制在2～6m之间，水下混凝土的浇筑顶面按高出桩顶设计高程1m控制，以保证桩顶混凝土的质量；
拔除导管及钢护筒步骤：水下混凝土灌注完毕，通过吊车慢速拔出剩余导管及钢
护筒，重复利用。
[0029] 参照图1、2，护筒对接装置1包括机架2、上夹持机构3、下夹持机构4、驱动机构5以及焊接机构6；值得注意的是，在本实施例中，机架2包括底座、四根支撑柱以及顶板，在底座上位于四根支撑柱之间开设有下孔体，下孔体主要供护筒穿过并插入至地面以下；而在顶板上开设有上孔体，上孔体与下孔体在竖直方向上相正对，上孔体用于供另外一个护筒穿过；驱动机构5安装在机架2的顶座上，上夹持机构3与下夹持机构4均安装在驱动机构5上，上夹持机构3与下夹持机构4用于分别夹持一根护筒，驱动机构5用于同时驱动上夹持机构3与下夹持机构4对两根护筒分别进行夹持并使得两根夹持住的护筒相正对；焊接机构6安装在上夹持机构3与下夹持机构4之间，焊接机构6用于对两根相正对的护筒进行焊接。
[0030] 对两根护筒进行对接时，通过上夹持机构3以及下夹持机构4分别夹持住一段护筒，然后通过驱动机构5让上夹持机构3与下夹持机构4分别都把两段护筒夹紧，使得两个护筒处于同轴线且对接的状态，并且让两根护筒的对接处处于上夹持机构3与下夹持机构4之间，接着通过焊接机构6对两根护筒的对接处进行周向焊接，从而让两根护筒直接变成一根更长的护筒，进而方便适配更深的桩孔。
[0031] 结合图1、2，驱动机构5包括转动电机51、双向螺纹杆52、移动筒53以及连接支架54；转动电机51安装在机架2的顶座上，双向螺纹杆52同轴线安装在转动电机51的输出轴上；移动筒53的内壁上设置有与双向螺纹杆52相配合的螺纹；双向螺纹杆52由正旋螺纹柱
521以及逆旋螺纹柱522同轴连接而成，正旋螺纹柱521以及逆旋螺纹柱522上均螺纹套设有移动筒53，连接支架54设置在移动筒53上，上夹持机构3与下夹持机构4安装在连接支架54上；机架2上还设置有限位导向组件7，限位导向组件7用于让移动筒53沿着双向螺纹杆52的长度方向移动，限位导向组件7包括导向轨71，导向轨71安装在机架2上，且导向轨71的长度方向与双向螺纹杆52的长度方向一致；导向轨71上沿着导向轨71的长度方向开设有限位槽
711，移动筒53上设置有限位块531，限位块531与限位槽711滑动配合；值得注意的是，上夹持机构3和下夹持机构4的部件分布在两个连接支架54上，即当两个连接支架54相互靠近时，上夹持机构3与下夹持机构4是处于夹持状态；而当两个连接支架54相互远离时，上夹持机构3与下夹持机构4是处于松开状态。
[0032] 参照图1、2，上夹持机构3包括上夹板一31以及上夹板二32，上夹板一31与上夹板二32均通过一根上横杆分别与连接支架54进行连接，上夹板一31与上夹板二32的板面相正对；下夹持机构4包括下夹板一41以及下夹板二42，下夹板一41与下夹板二42均通过一根下横杆分别与连接支架54进行连接，下夹板一41与下夹板二42的板面相正对；上夹板一31与下夹板一41相持平，下夹板一41与下夹板二42相持平；即在两个连接支架54移动时，上夹板一31与上夹板二32之间的距离和下夹板一41与下夹板二42之间的距离相同。
[0033] 启动转动电机51，使得转动电机51的输出轴转动进而带动双向螺纹杆52转动，而由于两个移动筒53分别螺纹套接在正旋螺纹柱521以及逆旋螺纹柱522上，并且移动筒53上的限位块531插入到限位槽711内后，移动筒53在自身周向方向上的转动便会受到限制；此时双向螺纹杆52转动会直接驱使两个移动筒53相互靠近或者相互远离；当两个移动筒53相互靠近时，两个连接支架54也会相互靠近，从而让上夹板一31与上夹板二32相互靠近、下夹板一41与下夹板二42相互靠近，使得两根护筒同时被夹持住；并且上夹板一31与下夹板一41相持平、下夹板一41与下夹板二42相持平能够保证两个护筒处于相正对的状态，从而保证两个护筒的连接稳定性。值得注意的是，为了让护筒被夹持得更加稳定，上夹板一31、上夹板二32、下夹板一41以及下夹板二42均为与护筒的侧壁相契合的弧形板。
[0034] 参照图2、3，焊接机构6包括电焊组件8以及调节组件9，调节组件9安装在连接支架54上，电焊组件8安装在调节组件9上；电焊组件8用于对两个护筒的对接处进行焊接，调节组件9用于适应性调整电焊组件8的位置从而让电焊组件8能对准两个护筒的对接处。当两个护筒对接好后，直接通过调节组件9对电焊组件8的位置进行调节，使得电焊组件8能够对准两个护筒的对接处，从而方便进行焊接，提升焊接时的适应性。
[0035] 参照图2、3，电焊组件8包括电焊枪81，电焊枪81的喷口处朝向护筒侧；调节组件9包括调节板91、套筒92、直管93、滑动杆94、弹簧95、传动盒96、齿轮97、齿条98、连接杆99、传动杆901以及拨盘902；调节板91安装在连接支架54上，调节板91上竖向开设有滑动槽911，滑动槽911的长度方向与护筒的长度方向一致；套筒92套设在电焊枪81上，直管93在套筒92的两侧各设置有一个；滑动杆94滑动插设在直管93上，弹簧95安装在直管93内且弹簧95使得滑动杆94始终具有向远离直管93侧移动的趋势；直管93为内部中空且一端开口设置，弹簧95的一端与直管93的内端壁连接、另一端与滑动杆94位于直管93内的杆端壁相连接；并且在滑动杆94位于直管93内的一端设置有防脱凸缘，在直管93的开口周围设有一圈防脱凸边，防脱凸缘与防脱凸边在滑动杆94的长度方向上为相互制约的状态；如图2、3所示，滑动槽911的两个内壁上均开设有抵接槽9111，两个抵接槽9111的长度方向均与滑动槽911的长度方向一致，滑动杆94的杆端与抵接槽9111的槽内壁相正对；
传动盒96安装在电焊枪81的一端，传动杆901转动穿设在传动盒96上，传动杆901的长度方向与滑动槽911的长度方向一致，且传动杆901一端延伸至传动盒96内；齿轮97同轴线安装在传动杆901位于传动盒96内的一端，齿条98在传动盒96上位于齿轮97的两侧各滑动设置有一个，且两个齿条98位于传动盒96内的一部分与齿轮97相啮合，即只要齿轮97转动，两个齿条98必定会往相互远离或者相互靠近的方向移动；连接杆99设置在滑动杆94上，且齿条
98远离传动盒96的一端与连接杆99连接；拨盘902同轴安装在传动杆901远离传动盒96的一端。
[0036] 当不去操纵拨盘902时，由于在弹簧95自身的弹力作用下，滑动杆94会被弹簧95抵着往远离直管93的方向并且靠近抵接槽9111的方向移动，因此使得两根滑动杆94的杆端分别抵接在抵接槽9111的内侧壁上，进而使得电焊枪81被紧紧地抵接在两个抵接槽9111之间而不易自主产生移动；当电焊枪81的枪头没有对准两个护筒的连接处时，先转动拨盘902，使得拨盘902带动齿轮97转动，从而让两个齿条98往相互靠近的方向移动，这时由于齿条98通过连接杆99与滑动杆94连接，因此齿条98在往靠近传动盒96侧移动时，会同时拉动两根滑动杆94往直管93内移动并让滑动杆94的端部不再抵触抵接槽9111，此时可以操纵电焊枪81在滑动槽911的长度方向上下滑动，并调节电焊枪81的位置使得电焊枪81的枪口对准两个护筒的对接处；松开拨盘902后，弹簧95在自身弹力作用下会让滑动杆94重新往远离直管
93的方向移动而最终再抵接在抵接槽9111的内侧壁上，当两个滑动杆94都抵接在抵接槽
9111的内侧壁上后，电焊枪81会被限位在当前位置，从而达到固定电焊枪81的位置和调节电焊枪81的位置较为方便的效果。
[0037] 参照图2、4，连接支架54上设置有半圆形弧形轨道10，在上夹持机构3与下夹持机构4均夹持住护筒并且使得两个护筒对接时，两个连接支架54上的半圆形弧形轨道10组成一个完整的圆形轨道，调节板91上设置有与半圆形弧形轨道10滑动配合的滚轮913；在本实施例中，在半圆形弧形轨道10的内侧壁上沿着半圆形弧形轨道10本身的弧度开设有滚动槽，而在滚动槽的上下两个槽壁上开设有深入槽，即滚轮913则处于滚动槽中但滚轮913的上下两个轮面则分别处于深入槽内，进而能够让滚轮913稳定处于滚动槽中而不易脱出。
[0038] 当上夹持机构3与下夹持机构4均夹持住护筒时，这时两个半圆形弧形轨道10也会组成一个圆形轨道，而由于调节板91通过滚轮913与半圆形弧形轨道10滑动配合，因此能够让电焊枪81在护筒的周向方向上随意移动，进而方便对两个护筒的对接处进行焊接。
[0039] 本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
